"코동" 트래킹 방식:경위대 vs. 적도의

"코동" 트래킹 방식:경위대 vs. 적도의

주말에 날씨가 흐려 그나마 이사한 아파트 베란다 관측도 못하고 방안에서 "코동"만 만지고 있었습니다. 망원경 만진 얘기는 고만하고 관측한 얘길 하려고 했는데 하늘이 돕지 않는 군요. 이번에도 "코동" 연구(?)한 얘기 입니다. GOTO 컨트롤러를 컴퓨터에 연결한 얘기도 남았는데... 어쨌든 이번에는 경위대식 대 적도의식 추적에 관한 얘기입니다.

적도의와 경위대식 트래킹 방식에 대해서는 앞서 게시한 글을 참조하십시요.

http://goodkook.blogspot.kr/2013/11/nexstar-gt.html
http://goodkook.blogspot.kr/2013/11/nexstar-90gtwedge-style-eq-mount-900mm.html

"코동"의 GOTO 가대(NexStar GT)는 기본적으로 관측자의 입장에서 고도(수직으로 회전, Altitude)와 방위각(수평으로 회전, Azimouth)의 양축을 움직여 별을 조준하는 경위대식 입니다. 자동 도입한 별의 추적도 고도와 방위각을 움직여 가며 별을 따라갑니다.

경위대 식의 경우 도입한 별의 고도와 방위각에 따라 양축 모터가 도는 속도와 방향이 다르게 됩니다. 북극에 가까운 별일 수록 궤적의 길이(원주)가 짧고 먼 별일 수록 궤적의 길이가 길죠. 심지어는 남쪽을 바라보면 별의 회전 방향이 반대로 돌아갑니다.

만일 자동 도입으로 (1)번 별을 추적 했다면 이 별의 고도와 방위각에 맞춰 추적할 원의 궤적을 계산 했을 겁니다. 그런데 수동으로 (2)번 별을 조준하면 경위대식 GOTO 장치는 (관측 대상이 바뀐것을 모르므로)앞서 계산한 궤적을 그대로 유지하기 때문에 (2)번 별의 궤적을 따라가지 못하겠지요. 여기서 "수동"이란 양축 모터를 돌려 움직인 각도를 GOTO 장치가 알게 했다면 모를까 임의로 축을 움직인 경우(호핑하는 것 처럼)를 말합니다.

* 모터 축에 경통이 고정된 "코동" 가대에서는 호핑이 불가능 하지만 내손으로 "별찾는 재미"도 있다 하니 어떻게 방법을 찾아봐야죠.

이에 반해 적도의식은 가대는 가대의 방위각 축을 지구의 자전축과 평행으로 맞춰 놓았다고 가정합니다. 즉, 방위각 축이 천구의 북극을 향하게(극축정렬) 설치했다는 것이죠. 천구가 회전하는 각속도는 모든 별에 대해서 동일하게 지구 자전속도와 같죠. 따라서 추적은 단지 극축정렬한 방위각 축만 돌리면 되는 겁니다. 물론 자동 도입할 때는 방위각과 고도축 모터를 모두 이용합니다. 도입된 후 추적은 지속적으로 방위각만 돌립니다.

북쪽을 쳐다봐도 회전은 동에서 서로, 남쪽을 쳐다봐도 역시 같은 방향으로 회전합니다. 자동 도입을 하지 않고 다른 대상을 수동으로 겨눠도 천구 회전은 변함이 없으므로 추적은 계속됩니다.

이런 이유로 "코동"의 경위대식 GOTO는 먼저 천구 정렬(얼라인, Align)을 마쳤어도 목표한 별을 도입하기 전에는 추적 모터가 돌지 않습니다. 이에 반해 적도의식 정렬을 마치면 별의 도입과는 상관없이 적도축 모터가 지구 자전 속도에 맞춰 돌아갑니다.

"코동" 배터리 단상...

"코동" 배터리 단상...

건전지에 대한 이야기가 종종 나오길래 몇가지 생각이 떠올라 적습니다.

AA 건전지 용량이 1.5볼트에 대략 1Ah(암페어-아워)정도라고 합니다. 이 말은 1.5볼트 전압으로 1암페어라는 전기용량을 1시간 끌어낼 수 있다는 것이죠.

"코동"의 배터리 팩은 1.5볼트 전지 8개를 직렬 연결해서 12볼트를 만들고 있군요. 용량은 1암페어-아워가 되겠구요. "코동" GOTO의 전력 소모량은 12볼트 750mA 라고 합니다. 한시간 소모량은 12볼트 0.75암페어 아워 가 되겠네요.

정리해보면 1.5볼트 8개로 전원으로 12볼트 1암페어 정도이면 "코동" 모터를 계속 1시간 이상 돌릴 수 있다는 뜻이됩니다. 물론 배터리 성능이 항상 제대로 나오는 것이 아니므로 30분은 쓸 수 있다고 합시다.

설마 30분 내내 모터를 돌리진 않죠? 별을 조준하고 트래킹 할 때는 모터가 아주 천천히 돌아가니 전력 소모량은 아주 작을 겁니다.

GOTO 장치가 전동으로 구동되니 신기하고 신통합니다. 처음에 사용법도 익힐겸 모터를 자주 돌리다 보면 배터리가 빨리 닳아 없어지기도 하겠지요. GOTO는 전동완구가 아니니 이 신기함은 잠깐이 될테고 실제 관측에 나가면 모터를 이렇게 열심히 돌릴일이 있을까요? 하룻 밤 관측 대상 정해놓고 집중하는 경우와 메시에를 전부 보겠다고 맘먹은 경우는 좀 다르겠지요.

NexStar GT 메뉴얼에 따르면 사용 전압은 최대 18볼트, 최소 8볼트라고 합니다. 12볼트 전지가 닳아서 전압이 좀 떨어져도 알뜰하게 사용할 수 있다는 얘기겠지요. NexStar 102GT 사양서에 따르면 엔코더 달린 서보모터를 사용 했다고 합니다. "코동"도 다르지 않겠지요. 모터가 몇도 이동했는지 측정하는 장치가 내장되어 있다는 뜻입니다. 배터리가 닳게되면 모터 돌릴 힘이 딸려 움직이다 멈추긴 해도 엉뚱한데를 가리키고 맞췄다고 하진 않을 겁니다.

참고: http://www.nexstarsite.com/download/manuals/NexStarGTManual.zip

"코동"의 최대 단점인 전지가 없으면 수동으로 돌릴 수 없다는 걱정 때문에 대용량 축전지를 생각하는데 비용이 적어도 5만원은 듭니다. 충전기도 필요하니까요. 무게는 또 어떻구요. 약 1Kg은 나갈 겁니다. 안그래도 싸가지고 다닐 것들이 많은데 이 정도면 부담 되겠지요. 차라리 이 비용으로 부실한 접안 경을 구입하면 어떨까요? AA 배터리는 여차하면 편의점 어디서나 구할 수 있습니다. 초보때는 이것도 보고 저것도 보려니 열심히 모터를 돌립니다만 정작 익숙해지면 배터리 소모량 많지 않을 것 같습니다. 오히려 고용량 배터리만 믿고 충전하는것 깜빡하다 낭패보는 경우는 없을까요?

이 취미는 정작 별도 보기전에 접안경 사내라.... 충전지 사내라....돈부터 내놓으라고 하는군요. 그러다 별보기 재미없어지면 어쩌라고. 일단 기본 제공품 먼저 알뜰히 사용하다 별이 보이거든 구입해도 늦지 않겠다고 생각 됩니다.

제가 천체 관측에는 정말 초보라 별보는 이야기보다는 "코동" 만지는 이야기만 늘어 놓고 있군요. 검색해보니 이미 다른 분들이 써놓은 글도 많으니 이제 이런 글쓰기도 고만해야 겠습니다.

"코동" GOTO 얼라인에서 관측자의 위치와 시간 입력 방법

"코동" GOTO 얼라인에서 관측자의 위치와 시간 입력 방법

( http://goodkook.blogspot.kr/2013/11/nexstar-90gt.html )

GOTO 장치는 내부에 천체의 좌표들의 데이터 베이스를 가지고 있습니다. 관측자의 위치와 날짜 시간에 맞춰 천체 좌표를 재구성 해야 합니다. 따라서 관측지의 정보를 정확히 입력해 줘야 합니다. 이는 스텔라리움 처럼 컴퓨터 소프트웨어든 별자리판이든 혹은 인쇄된 성도를 볼때도 마찬가지 입니다.

"코동"의 NexStar GT에 관측자 정보를 입력하는 방법은 핸드 컨트롤러의 메뉴 트리를 참조하여 해당 항목을 찾아가도록 합니다.

NexStar 90GT 핸드 컨트롤러 메뉴 트리
http://goodkook.blogspot.kr/2013/11/nexstar-90gt.html

NexStar Ready 에서 (ALIGN) 버튼을 누르면 Time 이 나옵니다. 이때 (BACK) 버튼을 누르면 관측자의 위도와 경도를 입력 할 수 있습니다.

관측자의 경도(Longitude)와 위도(Latitude)를 도,분,초 단위로 입력 합니다. 위도 경도를 정확히 모른다면 "City Database"에서 도시를 찾아 선택할 수 있는데 아쉽지만 한국의 도시는 없습니다. 기왕이렇게 된 것인데 도시명으로 대략 위치를 넣기보다는 가능하면 정확하게 입력해 주는 것이 좋겠지요.

고급 GOTO 장치들은 GPS로 현재 위치를 자동으로 찾아주지만 "코동" 이런 사치를 부릴 수 없군요. 관측자의 경도와 위도를 찾는 방법은 구글의 맵에서 구할 수 있습니다.

http://maps.google.com

"가학 광산"을 찾아보면 이렇게 됩니다. 경도-위도 숫자 대신 알려진 지명의 주소가 나옵니다. 우리는 숫자를 알고 십죠.

알려진 지명에 A 라는 핀이 꼽혀 있으니 살짝 옆의 빈자리에 마우스를 옮겨 오른쪽 버튼을 누르면 메뉴가 튀어나옵니다. "Direction from here"를 선택합니다.

그러면 좌측에 좌표 숫자가 나올 겁니다. 이 숫자가 아쉽지만 십진 수 입니다.

입력해야 하는 좌표는 도-분-초의 60진법이죠. 10진법에서 60진법으로 바꾸는 법은 논리적으로 생각하면 됩겠습니다. 가령 0.5시간이면 60분의 절반이니 30분, 0.3시간이면 0.3*60=180분 이런 식입니다.

위도 37.426479 은 37도 입니다. 여기서 37을 빼고 십진수 소수 자리 부분만 떼서 60을 곱합니다. 0.426479*60 = 25.58874 로 25분 입니다. 다시 25부분을 빼고 60을 곱하면 초가 됩니다. 0.58874*60 = 35.3244로 35초가 됩니다.  경도도 같은 식으로 계산해서 구해 줍니다.

나머지는 메뉴 진행에 따라 현재 시간을 입력 하고 얼라인 하십시요. 시간은 핸드 컨트롤러에 시계를 가지고 있지 않기 때문에 켤때마다 재입력 해야 하지만 관측자의 위치 정보는 한번 입력 해놓으면 재입력 하기 전까지 유지 됩니다.

시간은 현재 관측지 시간을 입력합니다. 회전하는 천구의 현재 시각에 맞춰 회전하는 천구를 재구성 하기 위해 정확해야 합니다. 우리나라는 일광 절약제를 사용하지 않으니 Standard Time 을 선택하고, 국제 표준시보다 9시간 빠르므로 Time Zone 9 입니다.

-------(추가)---------
10진 분초 계산을 60진법으로 바꾸려고 어렵게 계산하지 않아도 알아서 계산해 주는 사이트가 있군요. (60진법 바꾸는 방법은 암산으로도 가능 합니다. 그냥 생활의 지혜로 알아두셔도 되겠지요 ^^;)

 http://mygeoposition.com/

스마트폰 어플 중에 GPS Status 라는 것을 쓰면 현지의 위치 정보를 즉각 알 수 있다고 합니다. 저는 스마트 폰이 없어서 몰랐군요. ^^

어쨌든 GOTO를 하려면 정확한 ALIGN 이 필요하고 현재 관측자의 위치와 시간이 매우 중요합니다. 이 정보만 정확하고 망원경의 자세만 알면 ALIGN은 끝납니다. 현재 망원경 자세를 알려 주는 방법은 One Star Align으로도 충분하구요.

스마트 폰에 GPS와 자세 센서를 내장하고 있어서 나침판, 경사계등등 다양한 응용이 가능 하지요? 고급 GOTO 망원경에도 이런 장치를 내장한 경우 별을 찾을 필요도 없이 단지 전원을 넣는 것 만으로도 ALIGN을 끝낼 수도 있을 것 같습니다. 참 쉽고 편리 하겠습니다. 단지 비용이 좀 더 들테고, 천체관측의 즐거움이 별찾기라고 생각되는데 기계가 별을 찾는 것인지 내가 찾는 것인지 헛갈리긴 하겠지만요. ^^

예전에는 독도법도 배우고, 시간과 태양 그림자 가지고 방향을 찾고 뭐 그런 천문학적 소양이 생활의 지혜로 가까이에 있었는데 요즘은 스마트폰 하나로 다 해결 되더군요. 머리 굴리지 않아도 되고 편리하니 굳이 불평할 이유는 없겠지요.

전자쟁이 고만 하려고 고물들 싹 다 버리긴 했는데.....

전자쟁이 고만 하려고 고물들 싹 다 버리긴 했는데.....

87년에 대학원에 진학 하면서 전자공학으로 전공을 바꿨습니다. 그전에는 물리학... 또 그전에는 기계... 결국 전자공학으로 박사학위까지 받았고 한 25년은 이 바닥에서 일해온 것 같습니다.

내일 모레 이사가게 되었습니다. 오래된 물건들 싹 정리했더니 한 구루마 분량 나왔습니다. 반도체 설계할 때 당시 고사양이라던 PC 두대,썬 울트라스팍10 , PCI 카드류, 한때 최고 용량이라던 ASIC 프로토 타이핑 용 FPGA보드, 마이크로 마우스 만들던 암보드,186보드,196보드,V40-DOS보드등등 별게 다나오는군요. 미련없이 하드 디스크 제거도 안한채 싹 버렸습니다. 설치된 소프트웨어만 해도 상당한데 알게 뭡니까 고물상에서 2만원에 한 짐 실어 가졌갔습니다. 미련없이 버린 이유는 전자쟁이 할만큼 했으니 그만 할라구요.

내일은 만 50 생일 입니다. 새 출발 하려구요. ㅎㅎㅎ 이번에 이사 들어가는 곳은 아파트 입니다. 몇년 마당 있는 주택에 살아보니 너무 좋더군요. 그래서 한적한 곳에 세컨 하우스 마련하려고 여기저기 알아보고 소문내고 있는 중이죠. 어른들 놀이터 공방을 차려보려고 합니다. 항공-우주 영화 틀어주는 까페, 한쪽에는 시뮬레이터실, 한쪽에는 땜질 도구와 소형 머시닝 센터를 가져다 놓은 공작실, 한쪽에는 무전실, 한쪽에는 천문대 만드는 겁니다. 저의 십대 시절 꿈이 우주 비행사 였거든요. 전자공학, 특히 반도체 설계는 그냥 쉬워 보여서 했는데 그러느라 꿈이 뭐였는지 잊고 살았어요. 앞으로 십년 계획 잡아 봅니다.

아자!

"코망" 파인더의 붉은 점이 더이상 내려가지 않을때...

"코망" 파인더의 붉은 점이 더이상 내려가지 않을때...

25만원짜리 90밀리 굴절 망원경 입니다. 제작 공장의 공원 월급, 유통사 마진을 제하면 제작비에 한 15만원 정도 들었겠지요. 별지시 모터 구동 장치에 들어간 비용, 경통에 들어간 비용을 빼면 파인더에도 비용을 많이 할애할 수는 없었나봐요. 붉은점 지시식 파인더(RDF, Red-Dot Finder)좀 미덥지 않습니다. 하지만 비록 플라스틱으로 만들어 졌지만 붉은 반점은 아주 선명하게 잘 보입니다. 반투과 코팅된 반사경이 그래도 아주 쓸만하더 군요.

아주 견고한 금속 케이스에 멋진 동심원과 십자선을 보여주는 파인더도 있긴 하지만 가격이 만만치 않습니다. 그런 파인더 쓴다고 별을 잘 찾는 것도 아닌데 말이죠. 멋지긴 할겁니다.

"코망"에 딸려온 파인더는 다 좋은데 한가지 "치명적인" 문제가 발견됩니다.

 

파인더의 붉은 점이 조준되는 방향과 망원경의 시점을 정확하게 일치 시켜야 합니다. 이를 위해 파인더의 붉은 점 위치를 상하 좌우로 조절하게 되어 있죠. 스크류에 달린 조절 노브가 있는데 아쉽지만 이게 프라스틱이라 쎄게 돌리다 잘못하면 헐렁해 져서 헛도는 일이 생깁니다. 이정도는 문제도 아니죠. 반대편에 십자 스크류 머리가 있으니 작은 드라이버를 사용하면 됩니다. 관축 도구 가방에 십자-일자 작은 드라이버정도는 챙겨 다니시죠.

겉 케이스와 수평 이동자 사이에 틈이 벌어져 있데, 제품 하자가 아니고 당연히 있어야 하는 유격입니다. 다만 그 틈새로 내장(밝기조절용 가변저항과 고정저항 부품)이 들여다 보이는 것은 아쉬운 일입니다.

수직이동은 뒷쪽에 달린 회전노브를 돌리면 올라가거나 내려갑니다. 이역시 프라스틱이라 금방 헐렁해집니다. 이때도 십자 드라이버를 쓰세요. 한번 맞춰 놓으면 다시 맞출일 없을 겁니다. 파인더 자체의 성능은 그리 나쁘지 않거든요.

그런데 치명적인 문제가 있습니다. 수직 노브를 아무리 위로 올려도 파인더의 붉은 점이 아래로 내려가지 않는 경우가 있나봐요. 제가 "코동"을 두개 샀는데(한개는 동료 직원 것) 두개다 그 모양 이더라구요. 그런데 다른 분도 그런 경우가 있나봅니다. 할 수 없이 참고 쓰던가 파인더 고정대 밑면을 아주 약간 앞쪽으로 경사지게 갈아내니 아주 훌륭하게 광축을 맞출 수 있더라구요. 이외에도 여러 "문제점"들이 있습니다.

경통과 천정미러를 조이는 스크류 들이 잘 안돌아가거나 꽉 끼어서 아예 움직이지 않는 경우도 있네요. 크게 불편하지 않다면 그냥 쓰고 , 꼭 뽑아야 겠다면 과감하게 펜치로 물어서 강제로 돌려 빼세요. "코망"이 꼴에 그래도 대부분 금속 주물로 만들어 졌기에 그리 쉽게 망가지진 않겠더군요. 제 것도 하나가 안돌아 가길래 강제로 뽑았더니 볼트 나사산이 뭉개져 있었습니다. 뽑아낸 볼트는 버렸습니다. 다행히 이 볼트는 주변에서 아주 구하기 쉬운 M3(직경 3mm 미터법 나사)입니다. 컴퓨터 하드 디스크 베이 고정할 때 쓰는 그 볼트 입니다. 뭐 이정도 쯤이야 큰 흉도 아니죠. 망원경이 대량 생산하는 품목이 아니라 자동 생산시설에서 만들지 않는 가 봅니다. 당연히 제품 편차가 있겠지요. 듣기로는 훨씬 비싼 망원경들도 그리 정밀하게 만드는것 같진 않던데요.